Максим Либанов - Почему наш мир таков, каков он есть. Природа. Человек. Общество (сборник)
Передовицы газет кричали о том, что Советский Союз может отправить человека на Луну в любой момент, но нам это не больно-то и надо. Мы начали понимать, что вряд ли угонимся за американцами.
Космическая техника постоянно прогрессирует, но она такая специализированная, что на Земле очень редко можно что-то использовать для наших нужд. Говорят, тефлон, которым покрывают сковородки, изначально создавался для космоса. Разработка первых микропроцессоров была стимулирована космическими полетами: экспедиции на Луну потребовали легких и мощных компьютеров.
Самый известный космический проект – это МКС[31]. Международная космическая станция на первый взгляд напоминает парусник, который несется по волнам, раскинув паруса солнечных батарей. На самом деле для космической техники большая беда, что единственным источником электричества на борту является солнечный свет и нужно иметь панели большой площади, чтобы его перехватывать. Панели солнечных батарей – это не парус, который двигает станцию вперед, а тормоз, который об атмосферу Земли постоянно притормаживает полет космического комплекса.
Дело в том, что МКС находится в атмосфере. Это только называется «безвоздушное пространство», а на самом деле это довольно плотные слои атмосферы. Станция может летать только в узком слое вокруг Земли, где ослаблена радиация. Космические лучи там теряют энергию и их сравнительно мало. Это высота около 400 км. На высоту 600 км от Земли космонавты подниматься уже не рискуют, там радиационные пояса и работать там нельзя. Если же опуститься ниже 300 км, то за два-три дня затормозишься и упадешь. Реальный коридор, эксплуатируемый в космонавтике, – от 300 до 500 км над поверхностью Земли. Только в этом поясе космонавты в безопасности, но станция все равно тормозится, орбиту станции постоянно надо поднимать. На корабле подвозят обеспечение, продукты, воду, но главное – буксиры на своем ракетном топливе поднимают станцию, потому что без их участия она все время опускается вниз.
Получается, что самое лучшее, чем может похвалиться пилотируемая космонавтика, – полеты на Луну. Первый полет с посадкой на Луну совершили в 1969 году, это была миссия «Аполлон-11». Летели на замечательной ракете. Ничего подобного в истории космонавтики не было: никакая другая ракета без происшествий не летала, только «Сатурн-5».
В космосе люди работают в исключительных условиях, и самое неприятное – радиация. У рентгена есть биологический эквивалент – бэр. У поверхности Земли человек в год получает сотые доли бэра естественной радиации, и это даже способствует нашей эволюции. Работник атомной электростанции может получить не более 5 бэр в год, больше – реальная опасность для здоровья. На низкой околоземной орбите человек в год получает в среднем 10 бэр. Это опасно для здоровья, поэтому больше года космонавтам работать не рекомендуется. Чемпионы работают по полтора года, но больше уж точно нельзя.
Радиационные пояса – страшное место, их надо пролетать как можно скорее. При полетах к Луне американцы пронеслись через них без особых последствий. Радиационные пояса являют собой магнитное поле Земли, перехватывающее солнечные корпускулярные потоки. Они заслоняют тех, кто летает близко к Земле. Но вне пояса любая мощная солнечная вспышка дает фатальную дозу радиации. Полет на Луну и обратно длится шесть дней: три туда, три обратно – и есть шанс, что пронесет. А вот полет к Марсу длится в среднем месяцев восемь. Практически невозможно, чтобы на Солнце восемь месяцев не было вспышек.
Раньше художники, основываясь на словах ученых, представляли себе марсианскую экспедицию примерно так: прилетели, построили на поверхности базу и работают. Когда на Марс стали садиться марсоходы и измерили радиационный фон, оказалось, что он даже выше, чем в открытом космосе. Современный прогноз будущей марсианской станции выглядит так: прилетели, окопались и сидим под землей, потому что слой толщиной два-три метра защищает от радиации. Стоит ли тогда вообще человека посылать на Марс, если работать там можно только в землянке?
Нужны ли мы в космосе?
Когда в 1980-х летали первые американские шаттлы, шум от запусков вспугивал птиц вокруг космодрома на мысе Канаверал. Прошло время, птицы привыкли. Мне кажется, мы тоже должны привыкнуть к космонавтике и не считать ее чем-то особенным. Вложили деньги – хотим получить результат.
Чтобы понять, во что вкладываться, нужно сравнить, какой результат мы получаем от пилотируемой космонавтики, а какой – от космических роботов.
Спутники нередко запускают уже не ракеты, а самолеты. Если спутник весит менее 150 кг, самолет поднимается на 12 км и выпускает крылатую ракету, которая разгоняется еще дальше и запускает спутник на орбиту. Такой способ обходится в копейки, а шаттл крайне дорогостоящая вещь. Сегодня он бесполезен и дорог, поэтому от него отказались.
У нас тоже был шаттл «Буран»[32] – отличная машина, но она стоила таких усилий, что практически на ней государство Советский Союз и кончилось. Чтобы его сделать, была мобилизована вся промышленность страны. Делалось это исключительно для военных, которые совершенно неправильно себе представляли возможности и опасности космонавтики. Они думали, что американцы строят военные шаттлы, а нам надо все делать зеркально. Инженеры говорили, что могут сделать лучше, но была проходная генеральская фраза: «Нам надо как у них». В итоге сделали как у них: оказалось, что у них он работал все же 20 лет, а у нас даже не понадобился.
Несмотря на то что тяжелые грузы больше в космос не запускают, американцы делают тяжелые носители. Не совсем понятно зачем. Возможно, ощущают угрозу техническому престижу со стороны Китая. Китайцы совершенно четко направлены на пилотируемые экспедиции к Луне, а экспедиции к Марсу у них уже на втором плане. Американцы, видимо, считают, что если они упустят инициативу, то перестанут быть ведущей космической державой. Тяжелые ракеты задумали еще при Буше-младшем. Когда пришел Обама, расходы на космонавтику сократили и программу для тяжелых ракет приостановили. У нас Рогозин недавно сказал, что мы тоже будем делать тяжелые носители, если не хотим отстать от китайцев и американцев.
На Луне работали с 1969 по 1972 год, но уже несколько десятилетий люди туда не возвращаются. У некоторых вообще возникают сомнения, что американцы были на Луне, если сейчас они не летают туда каждую неделю.
Но вот, например, на Земле есть Марианская впадина – труднодоступное место океанического дна глубиной 11 км. В 1960 году туда впервые на батискафе опустились двое – швейцарец и американец. Потом 50 лет туда никто не заглядывал. Недавно туда нырнул режиссер Джеймс Кэмерон. Не знаю, зачем ему это: может быть, это пиар, может быть, получится хороший фильм. Полстолетия никто не возвращался в Марианскую впадину, потому что там без рисков и особых затрат работают роботы. Японские роботы без проблем опускаются в любое место океана, а люди там были не нужны – это опасно и дорого.
Джеймс Кэмерон – род. 1954 – Канадский и американский кинорежиссер, сценарист и продюсер, создатель фильма «Титаник». Известный исследователь подводного мира: 26 марта 2012 года в рамках проекта Deepsea Challenge Кэмерон достиг дна на глубине 10 898 м в котловине Челленджер в Марианской впадине.
Примерно по той же причине сегодня не летают на Луну. Зачем людям летать на Луну, если роботы выполняют все функции? На Марсе есть марсоходы Spirit и Opportunity: первый уже не работает, но Opportunity вот уже 11 лет функционирует без починки в очень жестких условиях: радиация, пыль. По сравнению с пилотируемым полетом это обходится в копейки.
В моем институте разрабатываются небольшие телескопы для космических исследований. Когда заходит речь о том, куда их поставить, все мечтают их поставить на непилотируемый аппарат, то есть на спутник, потому что на спутнике нет людей. Во-первых, люди двигаются. Во-вторых, для обеспечения людей работают десятки вентиляторов, системы охлаждения, по трубам ходит вода. Космонавты рассказывают, что им не мешает невесомость, но они страдают от шума. Из-за работы систем жизнеобеспечения станция дрожит, а для наших телескопов это означает смазывание изображения. Поэтому все мечтают работать с непилотируемыми аппаратами.
Перспективное направление частной космонавтики – романтическое приключение. Если человек за свой счет хочет в Марианскую впадину, на вершину Эвереста, в космос, ему никто не в силах помешать. Великолепный инженер Бёрт Рутан – человек, который сделал первый самолет, без посадки облетевший Землю, – автор еще одного прекрасного изобретения. Самолет поднимает ракету в стратосферу, запускает ее на высоту 150 км, а потом по баллистической траектории она садится на Землю, как самолет. Люди за небольшие деньги, не больше 100 тысяч долларов, оказываются на четверть часа в космосе, испытывают невесомость, смотрят на Землю со стороны и в каком-то смысле становятся космонавтами.
